Исследователи из Университета Ньюкасла и Университета Бирмингема представили революционный метод переработки тефлона с использованием только металлического натрия и механической энергии, предлагая экологически чистое решение одной из самых стойких проблем пластикового загрязнения.Прорыв, опубликованный во вторник в Журнале Американского химического общества, демонстрирует, как отходы тефлона могут быть разрушены при комнатной температуре с помощью простого процесса встряхивания, превращая печально известный своей прочностью пластик в полезный фторид натрия без токсичных растворителей или высоких температур.
Разбираясь с «вечными химикатами»
Политетрафторэтилен (ПТФЭ), коммерчески известный как тефлон, представляет собой значительную экологическую проблему. Хотя его устойчивость к высоким температурам и химическим веществам делает его идеальным для антипригарной посуды и промышленного применения, эти же свойства делают переработку практически невозможной. В настоящее время сотни тысяч тонн тефлона, производимого ежегодно, оказываются на свалках, а традиционные методы утилизации, такие как сжигание, высвобождают стойкие "вечные химикаты" (ПФАС), которые остаются в окружающей среде десятилетиями.
"Сотни тысяч тонн тефлона производятся по всему миру каждый год – он используется во всем, от смазочных материалов до покрытий посуды, и в настоящее время существует очень мало способов избавиться от него," – сказал доктор Роли Армстронг, преподаватель химии в Университете Ньюкасла и корреспондирующий автор исследования. "Когда эти продукты достигают конца своего жизненного цикла, они в настоящее время попадают на свалки – но этот процесс позволяет нам извлекать фтор и перерабатывать его в полезные новые материалы."
Революционный механохимический подход
Исследовательская группа использовала механохимию — подход «зелёной химии», который использует механическую силу вместо тепла для проведения химических реакций. Внутри герметичного стального контейнера, называемого шаровой мельницей, фрагменты металлического натрия измельчаются с отходами тефлона, инициируя реакцию при комнатной температуре, которая разрывает прочные углерод-фторные связи.
В результате этого процесса образуется фторид натрия — то же безопасное соединение, которое используется в зубной пасте и для фторирования питьевой воды. Передовая твердотельная спектроскопия ядерного магнитного резонанса подтвердила, что метод позволяет получить чистый фторид натрия без каких-либо побочных продуктов.
«Мы использовали передовую твердотельную ЯМР-спектроскопию — одну из наших специализаций в Бирмингеме — чтобы заглянуть внутрь реакционной смеси на атомном уровне, — сказал доцент, доктор Доминик Кубицки из Бирмингемского университета. — Это позволило нам доказать, что процесс производит чистый фторид натрия без каких-либо побочных продуктов».
Извлечённый фторид натрия может использоваться непосредственно без очистки для создания ценных фторсодержащих молекул для фармацевтических препаратов и других тонких химикатов, создавая потенциальную циркулярную экономику для фтора. Этот подход может значительно снизить зависимость от энергоёмкой добычи фтора, поскольку фтор содержится примерно в одной трети всех новых лекарств и во многих современных материалах.
Комментариев нет:
Отправить комментарий